从二十世纪三十年代开始，预应力技术已广泛地应用于桥梁结构工程之中，世界桥梁中有70%以上都采用了预应力混凝土结构。然而，在预应力技术大量地应用于桥梁工程的实践过程中，尤其对于服役多年的大、中跨径预应力混凝土桥梁，有相当一部分结构产生了严重病害，主要表现在混凝土劣化和力筋缺损等方面，使得预应力筋产生应力损失，对在役桥梁的安全性造成一定程度的影响。掌握在役桥梁的钢束有效预应力对及时作出加固维修等措施，减小桥梁潜在危害有着至关重要的作用。目前关于预应力筋应力检测技术研究尚且停留在结构的室内模型试验阶段，与实桥工程应用的目标还有很大距离。本文以以长安大学研制开发的预应力钢索张力测试仪（型号：LCZL-50）为背景，以轻型化和提高便携性为目标，对钢索张力测试仪（型号：LCZL-50）进行结构的优化设计，并开展相关参数研究。本文主要对测试仪的几何尺寸、截面特性及材料进行优化设计，并对测试中的开孔范围影响进行研究。优化方案过程分为四步：（1）缩小张力测试仪的主要结构尺寸；（2）进行钢绞线锚固长度影响分析，对评估方法进行修正；（3）调整张力测试仪主要受力构件截面尺寸；（4）调整张力测试仪材料特性。研究结果表明，在横张力加载过程中，横张位移与横张力基本呈线性关系，符合静力学原理。通过参数的对比分析得出模型最终优化方案，达到了模型轻型便携、精确性高的目的。本文最终得出的预应力钢索张力测试仪可为预应力检测技术提供参考并且可应用于在役桥梁的预应力检测中。